树突状细胞在天灸发泡免疫调节中的作用探讨

焦俊玥,俞倩丽,施昌飘,张江松,姜硕,林咸明



树突状细胞在天灸发泡免疫调节中的作用探讨

焦俊玥,俞倩丽,施昌飘,张江松,姜硕,林咸明

(浙江中医药大学第三临床医学院,杭州 310053)

天灸发泡作为中医经典的外治法,对哮喘、类风湿关节炎等免疫紊乱疾病具有较满意的疗效,也反映了该疗法具有一定的免疫调节效应。皮肤免疫系统在皮肤受到刺激时能激活人体固有免疫或获得性免疫,其中树突状细胞(dendritic cell,DC)是获得性免疫相关的主要细胞。该文从DC的分类和作用,特别是天灸发泡后局部皮肤DC的分化、迁移和成熟等角度,探讨天灸发泡后局部皮肤中DC发挥免疫调节作用的可能作用途径,为天灸发泡局部皮肤免疫调节机制研究提供参考。

天灸;发泡疗法;免疫系统;树突状细胞;免疫调节机制

天灸发泡是中医外治法中的一种,常使用辛温发散、对皮肤刺激较强、具有“引赤发泡”作用的中药,制作成膏剂或酊剂之类,贴于穴位或患处,使皮肤局部潮红、充血,自觉烧灼,甚至起泡而起到治疗作用。天灸发泡法,又称“发泡灸”,对治疗过敏性鼻炎、哮喘、关节炎等免疫紊乱疾病疗效显著,但天灸发泡作用于局部皮肤的疗效机制有待进一步研究。“皮肤免疫系统”(skin immune system,SIS)描述了皮肤中产生免疫应答相关细胞相互作用的复杂性,说明皮肤除了物理屏障外也具有免疫屏障,是具有特异性免疫的器官,其中树突状细胞(dendritic cell,DC)是一种重要的专职抗原呈递细胞,DC与其亚型在SIS中与获得性免疫相关[1],又因天灸发泡作用于局部皮肤,故本文将对DC在天灸发泡免疫调节中的作用进行探讨。

1 天灸发泡局部皮肤变化

斑蝥是天灸发泡的常用药物,使用斑蝥天灸发泡皮肤会首先出现发红、灼热等刺激感,而后皮肤出现大小不等的水泡,从而产生疗效。天灸发泡作用于局部皮肤浅层,皮肤中DC主要位于表皮层与真皮层,天灸发泡可能影响局部皮肤DC变化。斑蝥素溶解发泡模型的人体研究显示,24 h前,泡液以中性粒细胞为主,随时间变化,24 h开始则以单核巨噬细胞为主,其次是DC,至72 h时,细胞数量无明显变化,但有总的下降趋势[2-3],呈现为在24 h开始的一个由单核细胞介导的恢复期时相变化。局部泡液和外周血的总变化趋势具有一致性,中性粒细胞、单核细胞、DC比生理状态明显增多,皮肤有典型的红肿热痛的炎症表现[4],说明天灸发泡的治疗作用可能是处于局部皮肤炎症状态下产生的自身免疫应答。邹晓军等[5]使用斑蝥酊发泡研究发现,泡液中主要成分也是中性粒细胞、单核细胞、DC,与外周血相比变化最显著的是DC,其含量是外周血中的3～10倍,其中CD11c﹢DC是外周血的7.6倍,CD123﹢DC是外周血的2.8倍,说明天灸发泡可能通过促进皮肤局部DC的募集和分化成熟而起到免疫调节作用。

2 皮肤免疫系统中树突状细胞的特点及作用

2.1 皮肤免疫系统

SIS表现为皮肤免疫应答相关细胞的复杂相互作用,在皮肤稳态和受到刺激时能促使皮肤启动人体固有免疫和获得性免疫。皮肤内细胞除淋巴结组织外都属于SIS,其主要作用细胞分为两大类,固有免疫相关细胞和获得性免疫相关细胞,主要与固有免疫相关的细胞有肥大细胞、组织巨噬细胞、单核细胞、角朊细胞,主要与获得性免疫相关的细胞有朗格汉斯细胞(langerhans cell,LC)、组织DC、T细胞、内皮细胞[1,6]。其中LC是特殊的DC,故皮肤局部的获得性免疫调节与DC密切相关。

2.2 局部皮肤中树突状细胞的特点及作用

DC是唯一能直接激活初始T细胞的APC,是获得性免疫和固有免疫的桥梁,未成熟DC具有很强的迁移能力,能摄取抗原迁移至淋巴结,受刺激时DC成熟高表达经典的MHCⅡ类分子,递呈抗原并激活幼稚T细胞,促进T细胞免疫调节作用[7]。根据现有研究,笔者将局部皮肤中DC根据来源归纳分为三大类,经典或传统骨髓来源的树突状细胞(conventional DC,cDC)、浆细胞样树突状细胞(plasmacytoid DC,pDC)和来源于单核巨噬细胞系统的单核细胞来源的树突状细胞(monocyte-derived DC,moDC)[8]。cDC和pDC在稳态状态下产生,参与免疫耐受、获得性免疫或固有免疫,而moDC主要在炎症条件下产生参与炎症状态免疫应答[9]。

皮肤受刺激时,局部皮肤DC作用主要也是激活T细胞进行相关免疫调节,但皮肤中DC还能调控局部皮肤角朊细胞和成纤维细胞,促进受刺激的局部皮肤提高抗菌能力和伤口愈合能力。稳态皮肤中cDC在表皮有分部,并在表皮与真皮交界处的真皮浅层形成细胞网,向真皮深层逐渐减少[10],而pDC和moDC一般存在于血循环中,当局部皮肤受到刺激后pDC和moDC会迁移至受刺激皮肤局部进行免疫调节作用,同时定居在局部皮肤的cDC亦会直接进行免疫调节作用。有研究表明,人体发泡液的DC亚型主要是CD11c﹢、CD141﹢、CD123﹢[3,5],CD11c﹢、CD141﹢是cDC的表面标记物, CD123﹢是pDC表面标记物,但转录组实验发现真皮moDC和cDC特征相似、功能相近[11],两者难以鉴别,故天灸发泡起主要免疫调节作用的可能是与影响cDC、pDC、moDC有关。

3 天灸发泡影响局部皮肤树突状细胞的可能作用途径

天灸发泡后DC迁移至局部肌肤,并分化成熟,启动相关免疫应答可能是天灸发泡发挥免疫调节作用的基本作用机制,尽管DC的免疫调节作用机制类似,但其迁移和作用途径皆有差异,例如真皮cDC迁移通过上调CCR7,最终定位于滤泡间区和B细胞小囊下的克隆区,LC则是下调钙粘蛋白-E使之与表皮细胞分离,到达深副皮质区的T细胞区[12-13],天灸发泡影响的局部皮肤的DC可能通过三大途径发挥免疫作用(见图1)。

3.1 cDC介导的获得性免疫

cDC在皮肤中因其所在部位不同分为位于真皮的cDC和位于表皮的LC,其中成年小鼠中真皮cDC又分为两种亚型,XC趋化因子受体1阳性(XCR1﹢)cDC1和CD11b﹢cDC2[14]。

cDC1主要通过DC的共生或共栖物产生特殊的皮肤免疫,皮肤刺激时,通过皮肤附件或可溶性因子获得表皮共生菌递呈抗原,在淋巴结内激活CD8﹢T细胞,共生特异性的CD8﹢T细胞在淋巴结内分泌IL-17,499移至皮肤的CD8﹢T细胞在局部受CD11b﹢DC(这种DC既不是moDC也不是cDC2)分泌的IL-1调节,促进IL-17分泌,从而提高皮肤局部角朊细胞的抗菌防御能力[15](图1)。cDC2能受角朊细胞表达的胸腺基质淋巴细胞激活产生Th2免疫应答(图1),且研究表明LC的迁移能力与cDC2相关,说明cDC2同时可能有促进LC募集至皮肤局部的能力,进而促进免疫调节[16]。

LC在严重炎症刺激下,LC会由来自血液的Ly-6Chi单核细胞补充[17],虽然LC在炎症刺激下与moDC同源,但两者有明显差异性,LC像肝脏的枯否细胞和大脑的小胶质细胞一样具有组织特异性[11,18]。LC抑制或激活免疫作用由环境刺激决定[19],非炎症刺激下,LC通过含有钙黏蛋白-E的紧密连接固定于角朊细胞上,不具备迁移能力[20],LC受刺激迁移成熟后通过脂质类和蛋白类两类途径递呈抗原,前者通过伯贝克颗粒与CD1共同作用,后者以MHCⅡ类分子递呈抗原,促进T细胞繁殖[21](图1),诱导效应性免疫进行免疫调节。

天灸发泡可能通过影响cDC中cDC1和LC不断迁移成熟,从而递呈抗原激活幼稚T细胞,诱发获得性免疫而发挥细胞免疫作用。由于cDC1主要表达CD103[15],人真皮内CD141﹢与鼠CD103﹢细胞作用相当[22],故鼠CD103﹢cDC1作用可能相当于人CD141﹢DC;又因天灸发泡主要作用于皮肤浅层,人体泡液中DC亚型主要有CD141﹢,故天灸发泡可能主要影响人体CD141﹢DC与LC发挥免疫作用。

图1 天灸发泡影响局部皮肤树突状细胞的可能作用途径

3.2 pDC介导的固有免疫及获得性免疫

pDC被认为是介导固有免疫的重要细胞,但近年研究发现pDC也能促进获得性免疫[23]。稳态条件下pDC在皮肤中几乎没有分布,而是从骨髓直接进入外周血循环,当皮肤受刺激后,pDC能迁移至皮肤内,释放干扰素a(INF-a),进而促进DC成熟并递呈抗原给T细胞,产生Th1、Th17为主的保护性细胞免疫应答,同时分泌成纤维细胞促进伤口的恢复[24](图1)。pDC可能在天灸发泡后从外周血募集到局部皮肤,分泌大量Ⅰ型IFN促进固有免疫,并通过Th1、Th17发挥免疫调节作用及促进成纤维细胞等生成辅助伤口修复。

3.3 moDC介导的炎症状态下的免疫应答

来源于血液的Ly-6Chi单核细胞,在皮肤炎症时大量产生moDC,CCR2﹢moDC在CCR5的协同作用下,通过毛囊区募集至炎症皮肤局部[11,25]。病理性炎症时,moDC会分化成炎症DC(infDC)主要产生以下三种类cDC的免疫作用,分泌INF-g激活幼稚T细胞促进Th1细胞免疫;诱导Th2细胞免疫应答;激活CD4﹢记忆T细胞产生IL-17、23诱导CD4﹢T细胞分化成Th17,促进Th17型免疫应答[11,25-26](图1)。天灸发泡后造成炎症,可能导致moDC大量增多,促进IFN-g分泌,从而促进Th1和Th17型免疫应答,而发挥天灸发泡的免疫调节作用。

基于天灸发泡后局部皮肤DC免疫调节作用的研究现状,笔者认为有以下几个值得关注的方面,第一,天灸发泡涉及的皮肤层次及对不同层次的DC的影响,通常认为天灸发泡造成的皮肤损伤只在表皮层,但发泡泡液中含有来自真皮的DC表型,如人体中cDC与moDC都表达CD11c﹢,cDC2与pDC表达CD141﹢[27-28],且既往研究对皮肤局部观察较少。第二,天灸发泡在治疗过敏性疾病时对皮肤DC的影响,cDC和moDC都能促进Th2分泌,而Th2分泌增多功能亢进则是造成过敏性疾病的公认机制,过敏性皮炎时皮肤局部TSLP表达增高而cDC2能和TSLP产生应答促进Th2分化,亦有研究发现过敏性哮喘的发作与DC密切相关[29-31],而天灸发泡治疗哮喘疗效显著,有研究表明天灸发泡能抑制肺部DC表达从而抑制哮喘发作[32],天灸发泡可能通过干预DC而起到良性调节作用,从而治疗过敏性疾病。第三,天灸发泡法与非发泡法疗效差异是否与影响DC相关,在不同发泡灸量治疗类风湿关节炎的研究中,使用不同剂量的斑蝥进行铺灸治疗发现,发泡组疗效明显优于非发泡组,不同的灸量发泡程度与疗效皆有差异,但其作用机制尚不明确[33]。第四,发泡液中单核细胞增多是否与DC募集和分化成熟有关,单核细胞在一定条件下可以转化成LC和moDC,发泡24 h后,发泡液的成分以单核巨噬细胞为主,且DC大量募集,这一变化是否具有相关性。第五,由于人和鼠的皮肤免疫细胞有差异,例如常用来区分淋巴与非淋巴来源的CD11b﹢并不能区分moDC和cDC2[8],用鼠的研究解释人DC表型及作用可能会有失准确性,并且现有研究的人体发泡实验样本量小,结论是否具有重复性也有待证实。

综上所述,天灸发泡对DC的影响显著,能促进局部皮肤DC的募集与成熟,并可能通过cDC介导的获得性免疫、pDC介导的固有免疫及获得性免疫、moDC介导的炎症状态下的免疫应答三大途径而起到免疫调节作用,由于发泡液中cDC和moDC表面标记物的DC变化最显著,故主要起免疫调节作用的可能是cDC和moDC。天灸发泡这一作用于体表经络系统的中医经典外治法,其局部的免疫调节启动机制与针灸和艾灸皆有差别,天灸发泡的外周与中枢免疫调节作用联动机制也十分复杂,而DC不仅在局部皮肤和血液中有分布,并且在外周组织中与脑组织内皆有分布,但DC又具有迁移能力,故天灸对局部皮肤DC的影响值得进一步深入研究。

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Study on the Role of Dendritic Cells in Immune Regulation in Blistering Moxibustion

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3,310053,

As a classical external treatment of traditional Chinese medicine, blistering moxibustion has significant curative effect on asthma, rheumatoid arthritis and other immune disorders, which suggests that it has certain immunoregulation effect. When stimulated, skin immune system evokes innate immune or acquired immune systems, including dendritic cells (DC), a type of crucial cell related to acquired immunity. From the classification and function of DC, especially the differentiation, migration and maturation of DC in local skin after blistering moxibustion. This article was to discuss the possible ways of immunoregulation of DC in local skin after blistering moxibustion, so as to provide reference for the study on immunoregulatory mechanism of blistering moxibustion.

Vesiculation moxibustion; Blistering therapy; Immune system; Dendritic cells; Immunoregulatory mechanism

1005-0957(2017)12-1500-05

R2-03

A

10.13460/j.issn.1005-0957.2017.12.1500

2017-08-20

浙江省中医药科技计划青年基金项目(2014ZQ011);全国名老中医药专家传承工作室建设项目[国中医药人教发(2013)47号]

焦俊玥(1993—),女,2016级硕士生,Email:jiaojy1993@hotmail.com

林咸明(1966—),男,教授,研究方向为针灸治疗脑病的基础与临床研究,Email:linxianming66@126.com